毕业设计（论文）3G手机原理分析
毕业设计（论文）标 题：3G手机原理分析 学生姓名： 系 部：电子工程系 专 业：移动通信技术 班 级：高通信0801班 指导教师： I 目 录摘要I第一章 移动通信技术及发展历程11.1移动通信简介 11.2移动通信的发展历程11.3 3G简介2第二章 第三代移动通信系统5 2.1 各种技术方案的提出简介52.2 三种主流3G标准概述与比较62.3 三种主流制式3G标准主要优劣势分析9第三章 3G的演进123.1 2G向3G的演进123.2 2G手机的演进133.3 CDMA与GSM手机相比的五大优点133.4 3G手机的特点14第四章 三星Z107手机分析164.1 三星Z107接收射频分析164.2 三星Z107发射射频分析19结论22参考文献23后记24摘 要第三代移动通信（3G）被认为是世界上最具发展潜力的产业，关于3G的发展策略、标准化工作进展、最新技术与产品、市场运营等情况备受瞩目。本文简要介绍了第三代移动通信及其系统原理并概括了3G三种主流技术标准，其中主要介绍了CDMA的相关原理。本文分为四大部分，第一部分对移动通信做了简介并回顾了移动通信的三代发展历程；第二部分开始正式介绍第三代移动通信系统，包括基本系统模型，其不同于第二代移动通信的要求以及建设3G所要达到的目标；总结了目前较通行的三种主流技术标准，主要涉及这三种标准各自的演进历程及相互之间技术性能的比较；第三部分介绍的是2G向3G的演进过程，即2G向3G的演进方式，进行了GSM与CDMA优劣势的比较，同时介绍了3G的特点。第四部分对具体一款3G手机进行了分析，分析了三星Z107手机的射频原理。关键字：第三代移动通信 CDMA 三星Z107第一章 移动通信技术及发展历程1.1移动通信简介移动通信的主要目的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。从通信网的角度看，移动网可以看成是有线通信网的延伸，它由无线和有线两部分组成。无线部分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可靠地传送话音和数据；有线部分完成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信网PLMN。从陆地移动通信的具体实现形式来分主要有模拟移动通信和数字移动通信这两种。从移动通信的具体表现形式来看，陆地移动通信（PLMN）占有绝对的地位，是整个移动通信领域中的主要内容。移动通信系统以蜂窝组网技术为基础。1.2移动通信的发展历程移动通信系统的发展大致可分为四个阶段，即第一代、第二代、第三代、已及后三代（第四代）移动通信系统。从工程角度来看，当前移动通信系统的建设和运营正逐步从第二代向第三代过渡。从标准化角度来看，面向第三代移动通信系统的长期演进（long term evolution，LTE）及空中接口演进（air interface evolution，AIE）的标准化工作已经取得一点进展。从研究角度来看，面向后三代移动通信系统的各层关键技术及网络体系架构的研究也在各国如火如荼地展开。第一代蜂窝移动通信技术是模拟蜂窝移动通信技术,以美国贝尔实验室开发的先进移动电话系统AMPS为典型代表。第一代蜂窝移动通信技术由于采用模拟技术和频分多址（frequency division multiple access，FDMA）接入方式,在使用中暴露出很多弊端,如频谱利用率比较低、保密性 差、只能提供低速语音业务、设备体积大成本高等,在实际中已经基本不再使用。第二代蜂窝移动通信技术是数字蜂窝移动通信技术,采用数字调制技术,具有 频谱利用率高,保密性好的特点,不仅可以支持话音业务,也可以支持低速数据业务,因而又称为窄带数字通信系统。第二代数字移动通信系统典型代表有美国的 DAMPS系统、IS-95系统和欧洲GSM系统,其中DAMPS和GSM都采用时分多址（time division multiple access，TDMA）接入方式,而IS-95采用则采用码分多址（code division multiple access，CDMA）接入方式,系 统容量比GSM和DAMPS要大的多。第二代数字移动通信技术是目前广泛应用的蜂窝移动通信技术,但由于只能提供窄带业务,已经不能满足人们越来越多的对 于移动宽带多媒体业务的需求。第三代移动通信系统是宽带数字通信系统,它的目标是提供移动宽带多媒体通信,多址方式基本都采用CDMA多址接入,属于宽带CDMA移动通信技术。第三代移动通信系统能提供多种类型的高质量多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力并与固定网络相兼容。它可以实现小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。第三代移动通信技术的标准化工作由3GPP（3rd Generation Partnership Project）和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。下面将就3G做进一步介绍。1.3 3G简介1.3.1 3G的含义3G，全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信。1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话；1996到1997年出现的第二代GSM、TDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接受电子邮件或网页；第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无缝漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆比特每秒）、384kbps（千比特每秒）以及144kbps的传输速度。（此数值根据网络环境会发生变化)。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G)，3G通信的名称繁多，国际电联规定为“IMT-2000”（国际移动电话2000）标准，欧洲的电信业巨头们则称其为“UMTS”通用移动通信系统。1.3.2 IMT-2000系统模型IMT-2000系统采用模块化概念，在交换网络和无线接入网之间定义了一个明确的无线网络接口，如图1所示 用户终端无线接入网现存核心网移动终端其他功能其他IMT-2000的核心网无线接口无线接入网络接口NNI接口图1 IMT200系统模型其中用户终端即MS（移动台），是为用户提供服务的设备，它与网络之间的通信链路为无线链路，通过空中无线接口给用户提供接入移动网络，实现具体的服务。无线接入网用于完成从无线信息传输到有线信息传输的形式转化，完成空中无线资源管理和控制，把信息交换到网络交换系统。主要包括BTS（基站收发信机），RNC（无线网控制器）或BSC（基站控制器）等。核心网又叫网络交换系统（NSS）。主要包括移动交换中心（MSC），一些寄存器等，通过核心网还可以连接到外部的PSTN（公用交换电话网），PDN（公用数据网）等。1.3.3 3G主要特点及目标第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它主要特点和目标如下： 全球统一标准。全球各个地区多种系统组成了一个IMT-2000家族，各个系统间设计上具有高度的互通性。 要能在全球范围内更好地实现无缝漫游。 全球使用公共频段。 综合化。能够提供多种业务特别能够支持多媒体业务和internet业务，并有能力容纳新类型业务。 适应多种环境。ITU要求第三代移动通信系统的无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆比特每秒）、384kbps（千比特每秒）以及144kbps的传输速度 （此数值根据网络环境会发生变化）。 高频谱利用率。 个人化。全球唯一的个人号码，因此需要足够的系统容量。 高服务质量，高保密性。 便于过渡，演进，易于向下一代发展。可见，3G是一个全球覆盖的移动综合业务数字网，它将高速移动接入和基于Internet协议的服务结合起来，在提高无线频谱利用率同时，为用户提供了更经济、内容更丰富的无线通信服务，真正实现任何人（Whoever）、在任何时间（Whenever）、任何地点（Where ever）、向任何人（Whomever）、传递任何信息（Whatever）的“5W”要求。第二章 第三代移动通信系统2.1 各种技术方案的提出简介为使第三代移动通信标准化，国际电联ITU自1997年7月开始征集IMT-2000无线传输技术方案。截止到1998年6月，ITU共收到10地面无线传输方案，其中包括中国电信科学技术研究院（China academy of telecommunications technology，CATT）提交的TD-SCDMA。2000年，ITU完成IMT-2000的全部网络规范，将无线接口的标准明确为五个标准（见表1）表1 IMT-2000网络标准 多址方式标准名称对应提案双工方式提交者CDMAIMT-2000 CDMA DS（直接序列扩频）WCDMAFDD欧洲ETSIIMT-2000 CDMA MC(多载波)CDMA2000FDD美国TIAIMT-2000 CDMA TDD（时分双工）TD-CDMAUTRA TDDTDD中国CATTTDMAIMT-2000 CDMA DS(单载波)UWC-136FDD美国TIAIMT-2000 CDMA DS（双载波）DECTTDD欧洲ETSI由表1可见，宽带CDMA技术是第三代移动通信的主要技术。因此基于CDMA制式的三种标准被普遍看好，分别对应WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三种技术，它们被认为是3G的三大主流应用技术标准，目前中国的3G即将进入商用化应用阶段，对技术标准的取舍选择是移动运营商面临的重要问题。因此下一节将对这三种主流技术标准进行比较分析。2.2三种主流3G标准概述与比较2.2.1 三种主流3G标准概述1.WCDMA：全称为Wideband CDMA，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。该标准提出了GSM（2G）GPRSEDGEWCDMA（3G）的演进策略。GPRS是General Packet Radio Service（通用分组无线业务）的简称，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution（增强数据速率的GSM演进）的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡，并已将原有的GSM网络升级为GPRS网络。2.CDMA2000：是由窄带CDMA（CDMA IS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMA IS95（2G）CDMA20001xCDMA2
